Internacional. Investigadores del Reino Unido y España han identificado un sólido ecológico que podría reemplazar los gases ineficientes y contaminantes utilizados en la mayoría de los refrigeradores y acondicionadores de aire.
Cuando se ponen bajo presión, los cristales de plástico de neopentilglicol producen enormes efectos de enfriamiento, tanto que son competitivos con los refrigerantes convencionales. Además, el material es económico, está ampliamente disponible y funciona cerca de la temperatura ambiente.
"Los refrigeradores y acondicionadores de aire basados en HFC y HC también son relativamente ineficientes", dijo el Dr. Xavier Moya, de la Universidad de Cambridge, quien dirigió la investigación con el profesor Josep Lluís Tamarit, de la Universitat Politècnica de Catalunya. "Eso es importante porque la refrigeración y el aire acondicionado consumen actualmente una quinta parte de la energía producida en todo el mundo, y la demanda de refrigeración solo está aumentando".
Para resolver estos problemas, los científicos de materiales de todo el mundo han buscado refrigerantes sólidos alternativos. Moya, investigador de la Royal Society en el Departamento de Ciencia de Materiales y Metalurgia de Cambridge, es uno de los líderes en este campo.
En su investigación recientemente publicada, Moya y colaboradores de la Universitat Politècnica de Catalunya y la Universitat de Barcelona describen los enormes cambios térmicos bajo presión logrados con los cristales plásticos.
Las tecnologías de enfriamiento convencionales se basan en los cambios térmicos que se producen cuando se expande un fluido comprimido. La mayoría de los dispositivos de enfriamiento funcionan al comprimir y expandir fluidos como los HFC y los HC. A medida que el fluido se expande, disminuye su temperatura, enfriando sus alrededores.
Con los sólidos, el enfriamiento se logra cambiando la estructura microscópica del material. Este cambio se puede lograr mediante la aplicación de un campo magnético, un campo eléctrico o mediante la fuerza mecánica. Durante décadas, estos efectos calóricos han disminuido debido a los cambios térmicos disponibles en los fluidos, pero el descubrimiento de efectos barocalóricos colosales en un cristal plástico de neopentilglicol (NPG) y otros compuestos orgánicos relacionados ha nivelado el campo de juego.
Debido a la naturaleza de sus enlaces químicos, los materiales orgánicos son más fáciles de comprimir y el NPG se usa ampliamente en la síntesis de pinturas, poliésteres, plastificantes y lubricantes. No solo está ampliamente disponible, sino que también es económico.
Las moléculas de NPG, compuestas de carbono, hidrógeno y oxígeno, son casi esféricas e interactúan entre sí de manera débil. Estos enlaces sueltos en su estructura microscópica permiten que las moléculas giren con relativa libertad.
La palabra "plástico" en "cristales de plástico" no se refiere a su composición química, sino a su maleabilidad. Cristales de plástico se encuentran en el límite entre los sólidos y líquidos.
La compresión de NPG produce cambios térmicos sin precedentes debido a la reconfiguración molecular. El cambio de temperatura alcanzado es comparable con los explotados comercialmente en HFC y HC.
El descubrimiento de colosales efectos barocalóricos en un cristal de plástico debería traer materiales barocalóricos a la vanguardia de la investigación y el desarrollo para lograr un enfriamiento seguro y respetuoso con el medio ambiente sin comprometer el rendimiento.
Moya ahora está trabajando con Cambridge Enterprise, el brazo de comercialización de la Universidad de Cambridge, para llevar esta tecnología al mercado.
Fuente: Universidad de Cambridge.
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